gomog/IMPLEMENTATION_PROGRESS.md

# MongoDB 操作符实现进度报告

**最后更新**: 2026-03-14  
**版本**: v1.0.0-alpha  
**总体进度**: 76% (101/133)

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## 📊 总览

| 类别 | 已实现 | 总计 | 完成率 | 状态 |
|------|--------|------|--------|------|
| **查询操作符** | 16 | 18 | 89% | ✅ Batch 1-3 |
| **更新操作符** | 17 | 20 | 85% | ✅ Batch 1-2 |
| **聚合阶段** | 18 | 25 | 72% | ✅ Batch 1-3 |
| **聚合表达式** | ~50 | ~70 | 71% | ✅ Batch 1-3 |
| **总体** | **~101** | **~133** | **~76%** | **进行中** |

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## ✅ 已完成功能清单

### 一、查询操作符 (16/18 = 89%)

#### ✅ Batch 1 - 基础查询增强
- `$mod` - 模运算
- `$bitsAllClear`, `$bitsAllSet`, `$bitsAnyClear`, `$bitsAnySet` - 位运算

#### ✅ Batch 2 - 高级查询
- `$expr` - 聚合表达式查询
- `$jsonSchema` - JSON Schema 验证（支持完整的关键字）

#### ✅ Batch 3 - 文本搜索
- `$text` - 全文本搜索（多字段、分词、得分排序）

**待实现**:
- ⏳ `$near`, `$nearSphere` - 地理空间查询
- ⏳ `$within`, `$geoWithin` - 地理围栏

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### 二、更新操作符 (17/20 = 85%)

#### ✅ Batch 1 - 基础更新
- `$min`, `$max` - 条件更新
- `$rename` - 重命名字段
- `$currentDate` - 设置当前时间
- `$addToSet`, `$pop`, `$pullAll` - 数组操作

#### ✅ Batch 2 - 高级更新
- `$setOnInsert` - upsert 专用
- 数组位置操作符：`$`, `$[]`, `$[identifier]`
- arrayFilters 支持

**待实现**:
- ⏳ `$inc` 的复杂场景优化
- ⏳ `$push` 的高级选项（$position, $slice）
- ⏳ `$updatePipeline` - 使用聚合管道更新

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### 三、聚合阶段 (18/25 = 72%)

#### ✅ Batch 1 - 基础阶段
- `$match`, `$group`, `$sort`, `$project`, `$limit`, `$skip`
- `$unwind`, `$lookup`, `$count`
- `$addFields` / `$set`, `$unset`
- `$facet`, `$sample`, `$bucket`

#### ✅ Batch 3 - 高级阶段
- `$replaceRoot` - 替换根文档
- `$replaceWith` - 替换文档（简写）
- `$setWindowFields` - 窗口函数（分区、排序、排名、移动聚合）
- `$graphLookup` - 递归查找

**待实现**:
- ⏳ `$unionWith` - 集合并集
- ⏳ `$redact` - 文档级访问控制
- ⏳ `$indexStats` - 索引统计
- ⏳ `$planCacheStats` - 计划缓存统计
- ⏳ `$collStats` - 集合统计
- ⏳ `$out` / `$merge` - 输出到集合
- ⏳ `$documents` - 从常量创建文档

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### 四、聚合表达式 (~50/~70 = 71%)

#### ✅ 算术操作符 (12/12)
- `$abs`, `$ceil`, `$floor`, `$round`, `$sqrt`
- `$add`, `$subtract`, `$multiply`, `$divide`, `$pow`
- `$trunc`, `$log`, `$exp`

#### ✅ 字符串操作符 (10/10)
- `$concat`, `$substr`, `$substring`
- `$toUpper`, `$toLower`
- `$trim`, `$ltrim`, `$rtrim`
- `$split`, `$replaceAll`, `$strcasecmp`

#### ✅ 布尔操作符 (3/3)
- `$and`, `$or`, `$not`

#### ✅ 集合操作符 (8/8)
- `$size`, `$filter`, `$map`
- `$slice`, `$concatArrays`
- `$in`, `$arrayElemAt`
- `$first`, `$last`

#### ✅ 对象操作符 (4/4)
- `$mergeObjects`, `$objectToArray`
- `$arrayToObject`, `$setField`

#### ✅ 比较操作符 (6/6)
- `$gt`, `$gte`, `$lt`, `$lte`, `$eq`, `$ne`

#### ✅ 条件操作符 (3/3)
- `$cond`, `$ifNull`, `$switch`

#### ✅ 日期操作符 (14/14) ✅ Batch 3 完成
- `$year`, `$month`, `$dayOfMonth`
- `$hour`, `$minute`, `$second`, `$millisecond`
- `$dateToString`, `$dateAdd`, `$dateDiff`
- `$week`, `$isoWeek`, `$dayOfYear`, `$isoDayOfWeek`
- `$now`

**待实现**:
- ⏳ 类型转换：`$toString`, `$toInt`, `$toDouble`, `$toBool`, `$toDate`, `$toObjectId`
- ⏳ 位运算：`$bitAnd`, `$bitOr`, `$bitXor`, `$bitNot`
- ⏳ 更多日期：`$isoWeekYear`, `$timezone`
- ⏳ 元数据：`$meta`
- ⏳ 其他：`$let`, `$rand`

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## 🎯 下一步实现规划

### Batch 4 - 类型转换和位运算（优先级：高）

**预计开始**: 下周  
**预计完成**: 2 周

#### 1. 类型转换操作符
```go
// 目标文件：internal/engine/type_conversion.go
- $toString    - 转换为字符串
- $toInt       - 转换为整数
- $toLong      - 转换为长整数
- $toDouble    - 转换为浮点数
- $toBool      - 转换为布尔值
- $toDate      - 转换为日期
- $toObjectId  - 转换为 ObjectId
- $toArray     - 转换为数组
- $toDocument  - 转换为文档
```

**实现要点**:
- 处理各种边界情况（null、未定义、类型不兼容）
- 遵循 MongoDB 类型转换规则
- 添加完整的单元测试

#### 2. 位运算操作符
```go
// 目标文件：internal/engine/bitwise_ops.go
- $bitAnd   - 按位与
- $bitOr    - 按位或
- $bitXor   - 按位异或
- $bitNot   - 按位非
```

**实现要点**:
- 支持整数和长整数
- 处理负数的补码表示
- 优化性能（使用位运算指令）

#### 3. 时区支持增强
```go
// 目标文件：internal/engine/date_ops.go
- timezone 参数支持（所有日期操作符）
- $tz 操作符 - 获取时区信息
- 夏令时处理
```

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### Batch 5 - 剩余聚合阶段（优先级：中）

**预计开始**: Batch 4 完成后  
**预计完成**: 2-3 周

#### 1. `$unionWith` - 集合并集
```json
{
  "pipeline": [
    {"$unionWith": {
      "coll": "backup_orders",
      "pipeline": [{"$match": {"status": "archived"}}]
    }}
  ]
}
```

#### 2. `$redact` - 文档级访问控制
```json
{
  "pipeline": [{
    "$redact": {
      "$cond": [
        {"$eq": ["$level", 5]},
        "$$PRUNE",
        "$$DESCEND"
      ]
    }
  }]
}
```

#### 3. 统计和信息阶段
- `$indexStats` - 索引使用统计
- `$collStats` - 集合统计信息
- `$planCacheStats` - 查询计划缓存

#### 4. 输出阶段
- `$out` - 输出到新集合
- `$merge` - 合并到现有集合（支持多种模式）

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### Batch 6 - 性能优化和测试（优先级：高）

**预计开始**: Batch 5 完成后  
**预计完成**: 3-4 周

#### 1. 性能基准测试
```go
// 目标文件：internal/engine/*_test.go
func BenchmarkAggregationPipeline(b *testing.B)
func BenchmarkTextSearch(b *testing.B)
func BenchmarkWindowFunctions(b *testing.B)
```

#### 2. 并发安全测试
```go
// 目标文件：internal/engine/concurrency_test.go
func TestConcurrentAccess(b *testing.T)
func TestRaceConditions(b *testing.T)
```

#### 3. Fuzz 测试
```go
// 目标文件：internal/engine/fuzz_test.go
func FuzzExpressionParser(f *testing.F)
func FuzzQueryMatcher(f *testing.F)
```

#### 4. 内存优化
- 减少 allocations
- 对象池复用
- 流式处理大数据集

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### Batch 7 - 高级功能（优先级：低）

**预计开始**: TBD  
**预计完成**: TBD

#### 1. 地理空间查询
- `$near`, `$nearSphere`
- `$geoWithin`, `$geoIntersects`
- `$geometry`, `$centerSphere`

#### 2. 全文索引优化
- 倒排索引
- 中文分词
- 相关性算法优化（BM25）

#### 3. SQL 兼容层
- 将 SQL 查询转换为 MongoDB 风格 API
- 支持基本 CRUD 操作

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## 📈 里程碑

### ✅ 已完成

- **2026-03-01**: Batch 1 完成（基础操作符）
- **2026-03-07**: Batch 2 完成（$expr, 投影，数组操作符）
- **2026-03-14**: Batch 3 完成（窗口函数、递归查找、文本搜索）

### 🎯 即将完成

- **2026-03-28**: Batch 4（类型转换、位运算）
- **2026-04-11**: Batch 5（剩余聚合阶段）
- **2026-05-09**: Batch 6（性能优化和完整测试）

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## 🧪 测试覆盖率

### 当前状态
- ✅ 单元测试：100+ 个测试函数
- ✅ 集成测试：20+ 个场景
- ✅ HTTP API 测试：覆盖所有端点
- ❌ 基准测试：未开始
- ❌ Fuzz 测试：未开始
- ❌ 并发测试：未开始

### 目标
- 单元测试覆盖率 > 85%
- 关键路径 100% 覆盖
- 添加性能基准
- 通过 race detector

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## 📝 文档状态

### ✅ 已完成
- `BATCH3_IMPLEMENTATION.md` - Batch 3 详细实现文档
- `TEST_DOCUMENTATION.md` - 测试文档
- `TEST_FIXES.md` - 测试修复记录
- `IMPLEMENTATION_PROGRESS.md` - 进度报告（本文档）

### ⏳ 待完成
- API 参考文档（自动生成）
- 用户使用指南
- 最佳实践手册
- 性能调优指南
- 故障排查手册

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## 🔧 技术债务

### 需要改进的地方

1. **错误处理**
   - 统一错误类型定义
   - 添加错误码
   - 改进错误消息

2. **日志记录**
   - 添加结构化日志
   - 实现日志级别
   - 添加性能追踪

3. **代码组织**
   - 提取公共逻辑
   - 减少代码重复
   - 改进包结构

4. **性能瓶颈**
   - 文本搜索线性扫描 → 倒排索引
   - 递归查找深度限制 → 迭代器模式
   - 窗口函数全量计算 → 滑动窗口优化

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## 🚀 快速验证

### 编译项目
```bash
bash build.sh
```

### 运行所有测试
```bash
go test ./... -v
```

### 运行专项测试
```bash
# Batch 3 功能测试
go test -v -run "Replace|Graph|Window|Text|Week" ./internal/engine

# 聚合表达式测试
go test -v -run "Aggregate|Expression" ./internal/engine

# 查询操作符测试
go test -v -run "Query|Filter|Expr" ./internal/engine
```

### API 示例
```bash
# 文本搜索
curl -X POST http://localhost:8080/api/v1/db/collection/find \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"filter": {"$text": {"$search": "keyword"}}}'

# 窗口函数
curl -X POST http://localhost:8080/api/v1/db/collection/aggregate \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"pipeline": [{"$setWindowFields": {
    "partitionBy": "$category",
    "output": {"rank": {"$documentNumber": {}}}
  }}]}'

# 递归查找
curl -X POST http://localhost:8080/api/v1/db/collection/aggregate \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"pipeline": [{"$graphLookup": {
    "from": "collection",
    "startWith": "$parentId",
    "connectFromField": "_id",
    "connectToField": "parentId",
    "as": "children"
  }}]}'
```

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## 📞 贡献指南

欢迎贡献代码、报告问题或提出新功能建议！

### 提交 PR 前请确保
1. 所有测试通过
2. 代码已格式化 (`make fmt`)
3. 添加必要的单元测试
4. 更新相关文档

### 开发环境设置
```bash
# 安装依赖
make deps

# 运行服务
make run

# 运行测试
make test

# 生成覆盖率报告
make test-coverage
```

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**维护者**: Gomog Team  
**许可证**: MIT  
**GitHub**: [gomog](https://github.com/gomog)